Một nhóm các nhà địa vật lý Trung Quốc vừa công bố kết quả nghiên cứu đột phá trên tạp chí “Nature”, mang lại sự thay đổi đáng kể trong cách chúng ta hiểu về sự hình thành và quá trình tiến hóa của trường từ bảo vệ hành tinh chúng ta. Bản chất của khám phá khoa học này nằm ở việc chứng minh rằng trường địa từ ổn định đã hoạt động trên Trái Đất từ rất lâu trước khi lõi trong rắn được hình thành.
Phát hiện này thách thức quan điểm đã được thiết lập từ lâu, vốn cho rằng việc tạo ra trường từ, hay còn gọi là hiệu ứng dynamo, đòi hỏi phải có thành phần lõi trong đã kết tinh. Theo quan niệm truyền thống, lõi trong rắn chỉ xuất hiện khoảng một tỷ năm trước. Tác giả chính của nghiên cứu, Yufeng Li, cùng với đồng nghiệp Andy Jackson và các nhà khoa học khác, đã phát triển một mô hình tính toán phức tạp. Mô hình này cho phép họ mô phỏng các điều kiện khi lõi hành tinh vẫn còn hoàn toàn ở trạng thái lỏng.
Kết quả quan trọng từ mô phỏng là họ đã phát hiện ra rằng độ nhớt của lõi lỏng không phải là yếu tố then chốt cản trở hiệu ứng dynamo, miễn là đáp ứng được các thông số vật lý nhất định. Điều này ngụ ý rằng cơ chế duy trì trường từ hiện tại của chúng ta có thể đã hoạt động ngay cả trong giai đoạn đầu, khi lõi Trái Đất hoàn toàn ở trạng thái nóng chảy. Quá trình mô phỏng được thực hiện trên siêu máy tính mạnh mẽ Piz Daint tại Trung tâm Siêu máy tính Quốc gia Thụy Sĩ (CSCS) ở Lugano, Thụy Sĩ.
Việc hiểu rõ lịch sử của trường từ là điều tối quan trọng để giải thích dữ liệu địa chất trong quá khứ và dự đoán những thay đổi trong tương lai của “tấm khiên” vô hình này, thứ bảo vệ nền văn minh của chúng ta khỏi gió mặt trời. Trường địa từ, được tạo ra từ các nguồn bên trong, được cho là đã xuất hiện khoảng 4,2 tỷ năm trước, theo một số dữ liệu. Mô hình mới này cung cấp một giải pháp thanh lịch cho vấn đề giải thích sự ổn định của trường từ trong giai đoạn trước khi lõi kết tinh, cho thấy rằng cấu trúc bên trong không phải là điều kiện bắt buộc để duy trì trường quan trọng này.
Hơn thế nữa, nghiên cứu mới này còn mở rộng phạm vi ứng dụng: nó cung cấp một phương pháp luận đáng tin cậy hơn để nghiên cứu động lực học bên trong không chỉ của hành tinh chúng ta mà còn của các thiên thể khác. Điều này mở ra những triển vọng mới trong việc đánh giá khả năng sinh sống của các ngoại hành tinh, vốn là những hành tinh mà cấu trúc bên trong của chúng chỉ có thể được quan sát một cách gián tiếp. Những nghiên cứu dựa trên tính toán mạnh mẽ như vậy cho phép chúng ta hiểu sâu hơn về các định luật cơ bản chi phối các hệ hành tinh.